利用新型EBG结构消除相控阵天线扫描盲点

在印刷天线中,已经证明了高阻表面基板可以有效地减少表面波激励。该文研究了利用高阻表面基板的微带相控阵天线的性能。研究结果表明,利用高阻表面基板可以消除相控阵天线扫描盲点。提出了一种新颖且有效的高阻表面结构,并在高介电常数的基板上基于该结构设计及仿真了由同轴线馈电6×6的微带相控阵天线。仿真结果表明,提出的高阻表面结构可以有效地改善微带相控阵天线的性能。     

高阻抗表面对宽带蝶形天线辐射性能的改善

研究利用高阻抗表面改善宽带蝶形天线的辐射性能.通过对高阻抗表面的单元结构进行等效电路分析和全波电磁仿真分析,定量表征高阻抗表面的同相反射频带与其单元结构参数的关系.在此基础上,将优化设计的高阻抗表面加载到宽带蝶形天线中,并对加载前后的天线性能进行仿真分析和比较.结果表明:加载高阻抗表面后,蝶形天线方向图后瓣得到明显抑制,13%的相对带宽内天线增益提高了2.7 dB.由于高阻抗表面的同相反射特性,加载时可紧贴于蝶形天线背面,整体结构简单紧凑.研究结果在探地雷达等宽带系统中具有很好的应用前景.     

CMOS RGC低噪声跨阻放大器

光纤通信系统接收端前置放大器的性能很大程度上决定着整个光纤通信系统的性能.基于CMOS工艺,给出了一个RGC结构的,应用于2.5Gbit/s光纤通信系统的低噪声跨阻放大器的实现方式.RGC结构具有极低输入电阻特性,同时,为了减小输入等效噪声电流和提高-3dB带宽,采用了跨导增大技术和感性峰值技术.采用SMIC的0.18μm CMOS工艺的仿真结果表明该电路具有61.23dB的跨阻增益,2.09GHz的带宽,输入等效噪声电流为9.4pA/(Hz)~(1/2),电路功耗仅为16.2mW.     

5位1.5GHz采样频率的Flash ADC的设计及数字后台校正实现

基于TSMC 0.18μm工艺设计了一个单通道5位,1.5GHz Flash模数转换器(ADC),该ADC通过改进跟踪保持电路和采用动态比较器结构实现了数据的高速转换.仿真结果表明,当输入信号达到奈奎斯特频率时,信号与噪声加谐波失真比(SNDR)为24.04dB,无杂散动态范围(SFDR)为29.97dB.为进一步提高此ADC的性能,消除非线性,基于Volterra级数搭建了数字后台校正模型.对比仿真结果,校正后谐波明显下降,SNDR提高了4.91dB,SFDR提高了6.94dB,有效位数提高了约0.82位.     

EBG结构在圆柱共形微带天线中的应用

利用EBG结构改善平面微带天线的性能已得到广泛研究,同时在天线研究领域,圆柱共形微带天线由于其低剖面、易于共形,重量轻等特性而在航空航天及移动通信等众多领域得到广泛应用,因此,对高阻表面EBG结构在圆柱共形微带天线中的应用问题进行了着重研究.通过建立模型数值仿真了EBG结构对天线谐振频率、方向图的影响规律及有EBG结构时曲率对天线性能影响.结果表明,在天线周围加载EBG结构后,天线谐振频率升高,方向图得到显著改善,前向增益提高,后瓣减小,3 dB波束宽度变窄.比较研究发现,EBG结构减小了曲率对圆柱共形微带天线增益的影响.     

小型化宽阻带多层宽带频率选择表面研究

介绍了一种叉指电容加载的小型化周期结构的多层频率选择表面设计,提出了工作带通且具有超宽阻带频率特性的叉指电容加载结构的小型化频率选择表面.阐述了分布参数叉指加载的小型化宽阻带带通频率选择表面的组成结构,分析了这种宽阻带带通频率选择表面的机理.对分布参数叉指电容加载结构的周期小型化频率选择表面,采用了等效电路分析法和三维仿真软件进行了分析和仿真设计,仿真结果具有超宽阻带和带通的频率特性;提出的叉指结构分布参数电容加载的频率选择结构单元具有较好的容差性,在0°～60°不同入射角下具有良好的频率稳定性.根据设计的叉指电容加载的小型化频率选择表面制作并测试了频率特性,实测和仿真结果一致性较好,中心频率为2.4 GHz,阻带为3～39.6 GHz,阻带宽度超过中心频率的16倍.整个阻带内的抑制度大于15 dB,其中3～15 GHz内的阻带抑制度大于40 dB,相对带宽为10%,带内插损小于0.5 dB.     

一种具有噪声整形功能的2 bit/cycle SAR ADC的设计

基于180nm CMOS工艺,设计了一种2 bit/cycle结构的8 bit、100 MS/s逐次逼近模数转换器（SAR ADC）. 采用两个DAC电容阵列SIG_DAC、REF_DAC实现了2 bit/cycle量化,其中SIG_DAC采用上极板采样大大减少了电容数目,分裂电容式结构和优化的异步SAR逻辑提高了ADC的转换速度. 应用一种噪声整形技术,有效提高了过采样时ADC的信噪失真比（SNDR）. 在1.8 V电源电压和100 MS/s采样率条件下,未加入噪声整形时,仿真得到ADC的SNDR为46.22 dB,加入噪声整形后,过采样率为10时,仿真得到的SNDR为57.49 dB,提高了11.27 dB,ADC的有效位数提高了约1.88 bit,达到9.26 bit.      

应用DGS设计低通滤波器

地面缺陷结构(DGS)是通过在微带线的接地面上蚀刻出缺陷图形而形成的微波结构,它具有带阻效应和慢波特性,从而能有效抑制高次谐波,进而改善滤波器的特性,提高接收机的灵敏度.在分析DGS等效电路及其频率特性的基础上,通过比较仿真加载微带线DGS前后的低通滤波器性能的变化,验证DGS优良的阻带效应.HFSS仿真结果证明,该滤波器在满足带内插损要求的前提下,能够将二次谐波抑制在70 dB以上,故而该结构具有广泛的应用前景.最后将所设计的滤波器进行实物加工,测试曲线与仿真结果吻合良好.     

宽阻带二阶带通频率选择表面研究

为了得到宽阻带二阶带通频率选择表面,采用三层金属层结构和两层相等的介质构成频率选择表面的微结构,阐述了宽阻带二阶带通频率选择表面的结构.采用理论计算和HFSS仿真软件进行了仿真设计,窄带理论计算结果和仿真结果一致性较好,均具有二阶带通的频率特性,仿真设计结果具有宽阻带特性,该二阶带通频率微结构单元的容差性和频率稳定性较好.设计了单元尺寸为0.017λ×0.017λ,厚度为λ/59的频率选择表面,其中λ为自由空间的波长.制作实物并测试了频率特性,实测和仿真结果一致性较好,中心频率为0.74 GHz,阻带为0.9～14.9GHz,整个阻带内的抑制度大于15 dB,相对带宽为5%,带内插损小于0.4 dB.     

基于超构表面的低散射天线阵列

提出了一种将超构表面与天线阵列组合设计的方法,以同时实现高增益辐射和低背向散射功能。该超构表面由多层金属图案结构组成,对x极化入射波具有透射功能,从而能使天线辐射场低损耗透过;同时,对y极化入射波具有反射相位调制功能,通过将单元按照棋盘格或随机分布排列,可实现y极化入射波的漫散射功能,从而降低天线阵列的后向散射。仿真分析表明,所设计的低散射天线阵列峰值增益为18.8 dB,工作带宽约为12.5%。当探测波为x极化时,10 dB RCS缩减频带为9.5~10.1 GHz,覆盖天线工作频带,最大缩减值为25 dB;当探测波为y极化时,10 dB RCS缩减频带为7.8~12 GHz,最大缩减值高于35 dB。实测结果与仿真分析结果吻合良好。该低散射天线阵列利用超构表面的极化选择特性能实现透、反射功能集成设计,为低散射天线的研究提供了新的思路。     

具有平坦增益的3.1~10.6 GHz UWB CMOS低噪声放大器设计

提出了一种采用0.18μm CMOS工艺的3.1～10.6GHz超宽带低噪声放大器.电路的设计采用了电流复用技术与阻抗反馈结构,具有低功耗和平坦增益的特性.仿真结果显示,在3.1～10.6GHz频率变化范围内,低噪声放大器达到平均17.5dB的电压增益,输入和输出的回波损耗均低于-8dB,最小噪声系数约为2.8dB,在电源电压为1.5V下功耗约为11.35mW.     

2.5D集成电路中低阻硅通孔的电学性能研究

2.5D集成技术（转接层技术）可以实现不同芯片间的异质集成,基于低阻硅通孔（TSV）的转接层利用了低阻硅的良好导电性,可以代替铜基硅通孔,具有工艺简单、成本低廉的优点.本文对低阻硅通孔进行了电磁学仿真,在1 GHz时,回波损耗S₁₁为-24.7 dB,插入损耗S₂₁为-0.52 dB基本满足传输线的要求.提出了等效电路模型,与电磁仿真结果对比,具有较好的一致性,可以实现在0.1~10 GHz带宽内的应用.最后对低阻硅通孔进行了TDT/TDR及眼图仿真,结果表明虽然低阻硅通孔的电阻对压降有较大影响,但是寄生电容的影响相对较小.      

新型S形EBG结构的超宽带基片集成波导带通滤波器

利用S形电磁带隙结构的阻波特性,设计了一种基于EBG结构的基片集成波导(SIW)超宽带带通滤波器.该滤波器通过将不同大小的S形结构单元蚀刻在SIW上金属面,以获得超宽带.所设计的带通滤波器工作频带范围为7.85～10.21 GHz,中心频率为9.03 GHz,相对带宽为26.14％,通带内的最大插入损耗约为1.54 dB,相比于文献[8～10]中类似EBG结构的带通滤波器,回波损耗较优,且具有结构紧凑、通带选择性好等优点.测量结果与仿真结果基本吻合,验证了该设计方法的有效性.     

蝶型槽基片集成波导带通滤波器

利用基片集成波导的高通传输特性以及蝶型光子带隙结构的阻带特性,构建了一种新型结构的基片集成波导带通滤波器.为了验证该想法,设计了1个中心频率为4.65GHz,分数带宽为40%的滤波器,电磁仿真结果表明该滤波器在频率为3.71～5.6GHz范围内具有明显的通带特性,带内最大插入损耗约为0.4dB.利用PCB工艺制作了该滤波器的实物,使用矢量网络分析仪对其进行了测试,测试结果表明该滤波器的通带为3.78～5.76GHz,分数带宽约为41%,带内最小插入损耗为0.72dB,最大插入损耗为1.65dB.电磁仿真结果和实际测试结果较一致。     

一种新的基于谐振型高阻抗表面的微波吸波屏

依据电磁波传播规律和等效表面阻抗的计算方法,提出并设计了一种基于谐振型高阻抗表面的微波吸收屏。理论分析表明:当入射波频率介于2.95~4.15 GHz时,未加载电耗层的谐振表面呈高阻抗特性,反射系数R=+1;而在该谐振型高阻抗表面上加载一层极薄的且阻抗与自由空间相匹配的电耗层后,即可在该频率区间实现完美吸波,反射系数R<-10 dB的频宽约为700 MHz,最大吸收峰值在3.55 GHz。数值仿真结果与理论分析也比较吻合。所构建的吸波表面结构简单,而且拥有超薄(厚度仅为1.5 mm)、超轻和较宽的吸波频带。     

传输特性动态可切换的人工表面等离激元传输线设计

设计了一种传输特性电控可调的人工表面等离激元传输线。通过介质块等效模型分析了SSPP单元结构在二极管通断状态下的色散曲线,并分析了不同单元结构参数对色散特性的影响。在此基础上,对SSPP传输线进行了设计、仿真与实测,并观察了频点处的场分布图。仿真与实测结果表明：通过同步控制PIN二极管的通断状态可实现传输线在带通与带阻传输特性之间的动态切换。其中,二极管导通状态下为带通传输特性,实测反射率低于-10 dB的通带范围为2.67～9.47 GHz。二极管截止状态下为带阻传输特性,实测带外抑制优于-20 dB的阻带范围为4.04～5.54 GHz,实测结果与仿真结果吻合情况良好。文中所做工作对于SSPPs的动态传输调控具有重大意义,也将极大地促进有源SSPP电路与器件的发展。     

基于衬底偏压电场调制的高压器件新结构及耐压模型

提出一种基于衬底偏压电场调制的薄层硅基LDMOS高压器件新结构,称为SB LDMOS.通过在高阻P型衬底背面注入N~+薄层,衬底反偏电压的电场调制作用重新分配体内电场,纵向漏端电压由源端和漏端下两个衬底PN结分担,器件的击穿特性显著改善.求解漂移区电势的二维Poisson方程,获得表面电场和击穿电压的解析式,研究器件结构参数对表面电场和击穿电压的影响.仿真结果表明,与埋层LDMOS相比,SB LDMOS击穿电压提高63%.     

嵌入频率选择表面的薄层宽带磁性吸波材料研究

介绍一种在两层磁性材料之间嵌入频率选择表面的薄层复合吸波结构的宽带吸收特性.频率选择表面由金属方环阵列和低耗介质板构成,其上层、下层磁性材料为不同电磁参数的羰基铁复合物.不加频率选择表面的传统磁性吸波材料若想在宽带取得良好的吸收效果,需要较大的厚度和面密度,导致其应用范围受限.引入频率选择表面能够增强复合吸波结构的吸收频带,并有效减薄吸波结构的厚度.在阻抗匹配条件下,电磁能量主要通过金属单元的欧姆损耗和底层磁性材料的磁损耗进行吸收.为了验证该复合吸波体的吸波性能,在电磁仿真软件HFSS 15.0上搭建模型,而后根据仿真结果对结构参数不断进行优化.最终的仿真结果表明,复合吸波材料厚度为2 mm,2 GHz处反射率可达-5.5 dB,在3.4 G～9 GHz频段反射率为-10 dB,在9 G～18 GHz频段反射率依旧达到-8 dB以下.而无频率选择表面的复合吸波材料,在同等条件下,虽然峰值吸收率较大,但在12 GHz以上吸波性能快速恶化,难以满足宽带吸波的要求.因此,含频率选择表面的复合吸波体具有吸收频带宽的优势,具有广泛的应用前景.     

舰艇抗冲瓦隔声性能试验研究

抗冲瓦能够很好地实现对水下非接触爆炸载荷的整体冲击隔离.其特殊的空腔结构是否同时具有隔声性能也广为关注,为此,在某海域港湾内对一艘试验船进行了敷设与未敷设抗冲瓦的声辐射噪声对比试验.试验结果表明,抗冲瓦在广泛的频域内均具有良好的隔声性能.舰艇湿表面敷设抗冲瓦对舰艇本体噪声向水中辐射的抑制效果量级为:0.1～1 kHz频段约为5 dB:1～3 kHz约为10 dB;3 kHz以上15 dB,能够较大地降低舰艇的水中辐射噪声,为提高舰艇整体的隐身性能提供了一种新的技术和方法.     

一种Ku波段宽带微带天线的设计

文章给出一种新型结构的Ku波段宽频带微带天线的设计方法。在接地板上开H型缝隙进行耦合馈电,并在辐射贴片表面开矩形缝隙以扩展带宽,在天线的底面加反射板以提高增益、改善天线方向图的前后比性能。用高频仿真软件HFSS进行仿真优化,结果表明该结构天线具有良好的宽频谐振特性,其回波损耗小于-10dB,阻抗相对带宽高达39.8%,交叉极化电平小于-28dB,前后比优于19dB。